Question

【题目】清洁能源具有广阔的开发和应用前景，可减少污染解决雾霾问题，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池．一定条件下用CO和H2合成CH3OH：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=﹣105kJmol﹣1 ． 向体积为2L的密闭容器中充入2molCO和4molH2 ， 测得不同温度下容器内的压强（P：kPa）随时间（min）的变化关系如图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：

（1）Ⅱ和Ⅰ相比，改变的反应条件是 ．
（2）反应Ⅰ在6min时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v（CH3OH）= ．
（3）反应Ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K（Ⅱ）= ．
（4）比较反应Ⅰ的温度（T1）和反应Ⅲ的温度（T3）的高低：T1T3（填“＞”“＜”“=”），判断的理由是 ．

Answer 1

【答案】
（1）Ⅱ中使用催化剂
（2）0.125mol/（L．min）
（3）12
（4）＞；此反应为放热反应，降低温度，反应速率减慢，平衡向正反应方向移动
【解析】解：①Ⅱ和Ⅰ相比反应速率加快，不影响平衡移动，正反应为气体物质的量减小的反应，应是使用催化剂，所以答案是：Ⅱ中使用催化剂；②恒温恒容下，压强之比等于气体物质的量之比，故平衡时混合气体总物质的量为（2+4）mol× =3mol，则： CO（g）+2H2 （g）CH3OH（g）物质的量减小△n=2 起始量（mol）：2 4 0
变化量（mol）：1.5 3 1.5 6﹣3=3
平衡量（mol）：0.5 1 1.5
则v（CH3OH）= =0.125 mol/（L．min），
所以答案是：0.125 mol/（L．min）；③Ⅱ、Ⅰ温度相同，平衡常数相同，平衡常数K（Ⅱ）=K= = =12，所以答案是：12；④反应Ⅲ达平衡时所用的时间比反应Ⅰ达平衡时所用的时间长，化学反应速率快，且Ⅲ平衡时压强比I小，与I相比平衡正向移动，正反应为气体体积减小放热反应，应降低温度，故温度T1温度更高，所以答案是：＞；此反应为放热反应，降低温度，反应速率减慢，平衡向正反应方向移动．
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征和化学平衡的计算的相关知识点，需要掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）；反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%才能正确解答此题．